基于CW32的遥控循迹小车制作教程
基于CW32的遥控循迹小车制作教程
基于CW32的遥控循迹小车是一款集循迹和遥控功能于一体的智能小车。它采用CW32F030C8T6主控芯片，搭配智能小车控制底板、蓝牙模块、OLED屏幕、TB6612电机驱动芯片和红外循迹模块，能够实现精准的循迹和灵活的遥控操作。本文将详细介绍这款小车的硬件组成、软件实现原理和调试方法。
图1 CW32小车
硬件部分
主控板
小车主控板由小蓝板和控制底板组成，小蓝板通过排母与控制底板相连，控制底板上还预留了按键等功能。主控板的原理图分别如下：
图2-3 BT04-E 模块
通过模块背面丝印可以确定与主控板的连接线序，主控板上为蓝牙预留的位置如下：
蓝牙模块
蓝牙模块采用 BT04-E 模块，为单独小板，通过排母插在小车主控板上：
循迹模块
循迹模块通过排线与主控底板相连，参考原理图里的红外对管接口所对应的引脚。
循迹模块的工作原理：传感器的红外发射二极管不断发射红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时，红外接收管一直处于关断状态，此时模块的 CH 端为高电平，通过比较器后输出为低电平，指示 LED 被点亮；当被检测物体出现在检测范围内时，红外线被反射回来且强度足够大，红外接收管饱和，此时模块的输出端为低电平,经过比较器后输出为高电平，LED 灯熄灭。
由于黑色会吸收红外线，所以总结为：检测到黑线--灯亮、输出低电平；未检测到黑线--灯灭、输出高电平。
TB6612芯片
TB6612是一款常用的双路直流电机驱动器芯片，常用于控制小型电动机或机器人的运动。该芯片具有高效、可靠和灵活的特点，适用于各种电气控制应用。
TB6612芯片具有以下主要特性：
- 双路驱动：TB6612可以控制两个直流电机的转动，支持正转、反转和停止功能。因此，它可以同时控制两个电机的运动，实现平稳的双轮驱动或其他双电机配置。
- 高电流输出：该芯片能够提供高达1.2A的持续输出电流，并且具有1.5A的瞬时峰值电流能力。这使得TB6612在控制较大功率电机时表现出色，适用于一些对功率要求较高的应用场景。
- 低功耗：TB6612在待机模式下的功耗非常低，可以有效延长电池寿命，适用于依赖电池供电的设备和机器人。
- 内置保护功能：芯片内部集成了过温保护、过电流保护和欠压锁定等保护功能，可以保护电机和芯片本身免受损坏或过载的风险。
- 灵活的控制接口：TB6612支持多种控制接口，包括PWM控制、频率锁定和直接控制模式等，可以根据具体需求选择合适的控制方式。
TB6612 可以控制两路电机，分别由 AIN1、AIN2、PWMA、BIN1、BIN2、PWMB组成，下面是AIN和BIN不同输入时控制电机的转动方向真值表。PWMA 和 PWMB 输入不同占空比的 PWM 波可以控制电机的转速快慢。
软件部分
循迹模块检测判断
循迹模块检测，根据 4 个灯的亮灭情况共有 16 种状态，每种状态对应小车在黑线上的一种情况，根据不同的情况有不同的控制策略。
PID计算控制
PID 计算控制根据红外循迹模块的亮灭情况，分别控制小车的基速和差速，从而控制小车运动的方向。
遥控部分
遥控部分其实就是，通过串口蓝牙接收信息并向对应的方向运动，下面是蓝牙串口的中断服务程序：
调试
调试场地
调试场地对小车的要求包括直角、交叉点、弯道等，具体如下图所示：
调试提示
- 小车运动主要由基速环和差速环的 PID 控制，可以先将差速环的 PID 参数整定下来，再调基速环的参数。
- 循迹模块受到环境光的影响较大，最好在光线均匀和充足的环境下调试。
- 电池电压同样会影响循迹模块的性能，建议不要使用 1.5V 干电池调试，而是使用锂电池。在电池接近没电时循迹模块不能正常工作。
- 在弯道处如果小车不能及时转向，可以适当降低速度和增大差速环的 Kp 值。
- 小车在交叉点处的循迹受到速度影响较大，较低的速度可能会使小车无法按照规定路线循迹，可以提高车速或者更换具有编码器的电机做轮式里程计来对该点做预判。
视频演示
例程链接：
https://pan.baidu.com/s/14KtIh6EcJYq_kQCItm9tTw?pwd=8mhq
提取码：8mhq